Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Зависимость среднего диаметра синтезированных УНТ от толщины пленки. Стрелкой показана точка максимального относительного выхода двухслойных УНТ

Высокий лес двухслойных нанотрубок заданного диаметра

Ключевые слова:  CVD, периодика, углеродные нанотрубки

Опубликовал(а):  Кушнир Сергей Евгеньевич

28 декабря 2006

Не вызывают сомнений перспективы использования углеродных нанотрубок (УНТ) в электронике, электрохимии, для создания новых сверхпрочных материалов. Проблема - в разработке сравнительно недорогих и высокоэффективных технологий получения УНТ с заданными характеристиками и в больших количествах. Усилия разработчиков сосредоточены на методе химического осаждения паров (CVD), основанном на термическом разложении углеродосодержащих газов на поверхности металлического катализатора. Катализатором процесса используют наночастицы таких металлов, как железо, никель, кобальт. В результате получают <лес> вертикально ориентированных многослойных нанотрубок, разброс диаметров которых соответствует разбросу размеров частиц металлического катализатора. Попытки уменьшить этот разброс наталкиваются на технологические трудности получения металлических частиц одинаковых размеров.

Недавно группа японских исследователей во главе с первооткрывателем нанотрубок С.Иджимой нашла способ преодоления указанных трудностей. Способ основан на обнаруженной авторами связи между толщиной металлической пленки, используемой в качестве катализатора, и средним диаметром синтезируемых нанотрубок. Тем самым возникает возможность получать нанотрубки требуемого диаметра просто в результате изменения толщины металлической пленки. В эксперименте при выращивании УНТ использовали 11 пленок железа различной толщины в диапазоне от 0.8 до 1.9нм.

Пленки железа напыляли на кремниевую подложку размером 20х20мм2, покрытую слоем Al2O3 толщиной 30нм. В результате нагрева однородная металлическая пленка превращается в слой упорядоченных частиц железа, размер которых соответствует толщине пленки. Таким образом формируются однородные по размеру частицы катализатора. В качестве источника углерода использовали этилен. Для повышения срока службы и эффективности катализатора к этилену добавляли небольшое количество паров воды.

Зависимость среднего диаметра синтезированных УНТ от толщины пленки близка к линейной, что подтверждает возможность получения УНТ заданного диаметра выбором нужной толщины пленки катализатора. Три области изменения толщины пленки, отмеченные на рисунке фигурными скобками, соответствуют преобладанию однослойных УНТ (левая область), комбинации однослойных и двухслойных УНТ (центральная область) и преобладанию двухслойных УНТ определенного диаметра (правая область). Максимальный выход двухслойных УНТ наблюдается при толщине пленки катализатора 1.69нм и составляет ~ 85%.

Типичная длина УНТ, синтезируемых при использовании CVD метода, составляет несколько микрон. Согласно общепринятым представлениям о механизме роста УНТ, основной фактор, препятствующий дальнейшему росту нанотрубок, связан с отравлением катализатора, эффективность действия которого снижается по мере роста УНТ. При добавлении паров воды, которая, по предположению авторов, предотвращает окисление поверхности катализатора, продолжительность эффективной работы катализатора возрастает настолько, что длина синтезируемых нанотрубок достигает величины 2.2мм (т. е. возрастает почти на три порядка в сравнении с полученными традиционным методом). Этот результат также создает серьезные предпосылки для массового производства нанотрубок как основы для новых сверхпрочных материалов.


Источник: ПерсТ




Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Нанолента для нанокосы
Нанолента для нанокосы

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 &#215; 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.